Całkowite wewnętrzne odbicie to zjawisko fizyczne zachodzące dla fal (najbardziej znane dla światła) występujące na granicy ośrodków o różnych współczynnikach załamania. Polega ono na tym, że światło padające na granicę od strony ośrodka o wyższym współczynniku załamania pod kątem większym niż kąt graniczny, nie przechodzi do drugiego ośrodka, lecz ulega całkowitemu odbiciu.
Światło padające na granicę ośrodków i pod kątem mniejszym od granicznego zostaje częściowo odbite a częściowo przechodzi do drugiego ośrodka (jest załamane). Jeżeli to współczynnik załamania ośrodka , a współczynnik załamania ośrodka i n_2\," src="http://upload.wikimedia.org/math/3/d/8/3d8878ab11040845027cd076cf95102a.png"> wtedy kąt padania jest mniejszy niż kąt załamania . Przy pewnym kącie padania , zwanym granicznym, kąt załamania jest równy 90º. Dla kątów padania większych niż (zakreskowany zakres kątów na ilustracji) światło przestaje przechodzić przez granicę ośrodków i ulega całkowitemu odbiciu wewnętrznemu.
Na mocy prawa załamania:
- dla ,
dlatego wartość kąta granicznego, :
- .
Zjawisko to jest wykorzystywane w pryzmatach oraz światłowodach. Jest także przyczyną powstawania refleksów w oszlifowanym diamencie.
Całkowite wewnętrzne odbicie w bloku pleksi.